MICROBIOLOGIA - J.G. JUSCA

1. CRECIMIENTO MICROBIANO
Curso MICROBIOLOGIA
Prof. Juan G. Juscamaita M.
La Molina Mayo 2025

2. CRECIMIENTO
MICROBIANO
Entendemos por crecimiento microbiano el
aumento del número de microorganismos a
lo largo del tiempo. Por tanto, no nos
referimos al crecimiento de un único
microorganismo (ciclo celular), sino al
demográfico. El crecimiento de una
población es el aumento del número de
células como consecuencia de un crecimiento
individual y posterior división

3. Reactivos Microorganismos
Productos
En un bioproceso, los reactivos
son los nutrientes que el
microorganismo necesita para
crecer (reproducirse) y
mantenerse vivo. El
microorganismo requiere una
fuente de carbono (FC), una
fuente de energía (FE), una fuente
de nitrógeno (FN), macro y
micronutrientes, O2 (en caso de
ser un microorganismo aeróbico),
factores de crecimiento, etc.
Biomasa
Compuestos orgánicos
Etanol,
Ácidos orgánicos
Residuos
Lípidos
Polímeros
Calor
CO2
H20

4. Estequiometría del crecimiento microbiano
Representación del metabolismo del un microorganismo
quimioheterótrofo

5. Modalidades de Crecimiento Microbiano
• Biológicamente existen múltiples modalidades de crecimiento
microbiano.
– FISION BINARIA.
– GEMACIÓN.
– DIMORFISMO SEXUAL.
– BIOPELÍCULAS.
Microbiología industrial convencional.
Alimentos.
Salud.
Farmacéutica.
Ambiental
Microbiología Industrial Avanzada.
Principalmente el área Ambiental y
Farmacéutica.
5

6. CRECIMIENTO MICROBIANO
Aumento de los componentes celulares, que puede tener como
resultado un incremento de su tamaño o del número de su
población, o de ambos.
BACTERIAS
LEVADURAS
HONGOS
VIRUS

8. Crecimiento de cualquier sistema biológico es el incremento ordenado de todos los elementos
componentes de ese sistema, lo cual implica un aumento de la masa celular que eventualmente
conduce a la multiplicación celular. En organismos pluricelulares dicha multiplicación se traduce
en un aumento del tamaño del individuo, mientras que en unicelulares lo que ocurre es un
aumento de la población. El crecimiento bacteriano podemos estudiarlo desde dos puntos de
vista:
A escala individual :Incremento en el tamaño y peso y es usualmente un
preludio a la división celular.
A escala poblacional : Incremento en el número de células como una
consecuencia del crecimiento y división celular
CRECIMIENTO MICROBIANO

9. En el ámbito individual hacen referencia al ciclo celular, y dentro de éste
podemos abordar los siguientes temas:
1. Inicio y transcurso de la replicación cromosómica y de
plásmidos
2. Segregación de cromosoma y plásmidos a las células hijas.
3. Síntesis de nuevos materiales de la envoltura, sobre todo de
la pared celular
4. Señales que coordinan la replicación genómica con la
división celular

11. El estudio del crecimiento a nivel de poblaciones incluye los
siguientes tópicos:
1. Cinética de crecimiento
2. Factores que afectan al tiempo de generación (g)
3. Factores ambientales que limitan el crecimiento
•Temperatura
• Oxígeno
• pH
•Actividad de agua
•Potencial redox
• Presión osmótica
• Radiaciones

12. Temperatura.

14. Concentracion de oxigeno.

15. Aerobio Anaerobio Anaerobios facultativos Microarofilo Anaerobios aerotolerantes
Resarzurina
Oxígeno
O2
Obligados o estrictos: requieren
oxígeno (21% o más)
Ej. Bacillus, hongos, etc.
Requieren niveles
menores que el
atmosférico (5-10%)
Ej. Azospirillum
No requieren oxígeno, pero
el desarrollo es mejor con
oxígeno.
Ej. Levaduras, E. coli
No son sensibles al oxígeno
(crecen en ausencia o
presencia de oxígeno).
Ej. Enterococcus faecalis,
Sreptococcus spp.
Obligados o estrictos:
no toleran el oxígeno,
muere en su presencia .
Ej.Methanobacterium,
clostridium.

17. pH.
Acidofilos
Alcalofilos
Hongos y algas.
Thiobacillus.
Staphylococcus
aureus
Bacillus

18. Solutos y aw.
• Los solutos presentes en el medio compiten por el agua y la “fijan”,
disminuyendo la cantidad disponible para los microorganismos.
• El agua difunde desde una región con alta concentración de agua (baja
concentración de solutos) hasta una región de menor concentración de agua
(alta concentración de solutos): Osmosis

20. El potencial redox (Eh), también
conocido como potencial de reducción, es la tendencia
de una molécula a ser reducida mediante la adquisición
de electrones. Se mide en voltios (V) o milivoltios (mV) y
es la inversa del potencial de oxidación. Es una medida
de la actividad de los electrones y está relacionado con
el pH y el contenido de oxígeno.
El potencial redox es una
medida de la actividad de los
electrones. Está relacionado
con el pH y con el contenido
de oxígeno. Es análogo al pH
ya que el pH mide la actividad
de protones y el potencial
redox mide la de los
electrones.

21. Presión Osmótica: Fuerza y Equilibrio
La presión osmótica es la fuerza que impide que el
disolvente pase a una solución a través de una membrana
semipermeable, como la celular.

22. ¿Cómo se evidencia el crecimiento microbiano?
- Por formación de velo
- Por formación de sedimento
- Por formación de enturbiamiento
A.- EN MEDIO LIQUIDO

23. B.- EN MEDIO SOLIDO
- Formando colonias

24. Morfología de las colonias

27. Medio sólido en tubos
Medio semi sólido en tubos

29. MÉTODOS PARA EL ESTUDIO Y MEDICIÓN DEL CRECIMIENTO A ESCALA
INDIVIDUAL
1.- Por microscopía
Se basan en la observación microscópica de microcultivos a temperatura constante.
seguimiento de células individuales por microfotografía secuencial
por inmunofluorescencia: se observa en microscopio de fluorescencia la incorporación
de materiales de P.C. o de membrana marcados con algún colorante fluorescente.

30. 2.- Por obtención de cultivos sincrónicos
En un cultivo bacteriano habitual, las
distintas células se encuentran en fases
distintas del ciclo celular, es decir,
no están sincronizadas. Son cultivos sincrónicos aquellos en los que todos los
individuos de una población están en la misma etapa del ciclo celular.
Es factible producir cultivos sincrónicos, en los que durante cierto tiempo
(casi) todas las células están en la misma fase, de modo que tienen la misma
edad, el mismo tamaño, y se dividen y replican el cromosoma al mismo
tiempo. Entonces, el comportamiento de la población (más fácil de estudiar
que el de un solo individuo) es una "imagen ampliada" del individual.

31. Los principales métodos de obtención de cultivos sincrónicos se basan en seleccionar, a
partir de un cultivo estándar no sincrónico, aquellas células que o bien son del mismo
tamaño, o bien son de la misma edad. Las técnicas principales son:
Obtención de cultivos sincrónicos
selección por tamaños: se suele recurrir a
gradientes de densidad, sobre todo los
formados por mezclas de agua normal y agua
deuterada (H2O/D2O).
selección por edades: el método más
empleado es la selección por filtración
(técnica de Helmstetter-Cummings), aunque
sólo se puede aplicar a ciertas cepas (en E.
coli funciona con la cepa B/ r, pero no con
la K12).

32. Procedimiento
Se filtra un cultivo asincrónico que esté en fase exponencial a través de una membrana de
nitrocelulosa: las células se adhieren al filtro.
Se invierte el filtro.
Se va pasando medio fresco (=nuevo) precalentado. Cada célula unida al filtro se nutre y
crece, y finalmente se divide: una de las células hijas queda unida al filtro y la otra pasa al
eluato, que se recoge. En cada momento concreto de esta operación, las células hijas
eluidas y recogidas corresponden a células "recién nacidas". Las células eluidas en cada
momento concreto (y por lo tanto, de la misma edad) sirven como "fundadoras" de un
cultivo sincrónico
Método de Helmstetter-
Cummings

33. DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO
DE POBLACIONES BACTERIANAS
El crecimiento de una población o cultivo bacterianos se puede expresar en
función de:
aumento de masa del cultivo
aumento del número de células
Ambos tipos de expresiones son equivalentes entre sí en cultivos que estén en
crecimiento balanceado (en el que todos los componentes aumentan una
misma proporción por unidad de tiempo).

34. 1.1 MEDIDA DE MASA BACTERIANA
1.1.1 Métodos directos: en estos métodos se requieren preparaciones limpias, sin
partículas extrañas.
1.1.1.1 Determinación del peso húmedo: se tara un tubo de centrífuga; se
centrifuga el cultivo y se elimina el sobrenadante; se determina el peso del
sedimento.
Inconvenientes: grandes errores, debido al líquido intercelular retenido, cuya cuantía depende a su vez de
la forma y tipo de agrupaciones de la cepa, intensidad del empaquetamiento, etc.
1.1.1.2 Determinación del peso seco: como el anterior, pero el sedimento se seca
antes de ser pesado (105oC, toda la noche), hasta peso constante. Las medidas de
peso seco suelen representar el 10-15% de los valores de peso húmedo.
Inconvenientes: método tedioso (requiere mucho tiempo) y con bastantes errores: es difícil pesar menos
de 1 mg con exactitud en las balanzas habituales de laboratorio. 1 mg de peso seco equivale a unas 5x109
bacterias.
1.1.1.3 Determinación del nitrógeno total: técnica de micro-Kjeldahl.
1.1.14 Determinación de un componente característico: peptidoglucano, ADN,
ARN, proteínas, ATP, clorofilas en organismos fotosintéticos, etc.

36. 1.1.2 Métodos indirectos
1.1.2.1 Medida de consumo de nutrientes o de producción de algún
metabolito por unidad de tiempo .
Ejemplos: consumo de oxígeno (QO2) y consumo de carbónico (QCO2),
determinados por el respirómetro de Warburg.
Producción de ácidos.
1.1.2.2 Métodos turbidimétricos (ópticos).
La base común de estos métodos consiste en la medición de la cantidad de luz
dispersada o transmitida a través de un cultivo bacteriano.
Recordemos aquí que las suspensiones bacterianas dispersan la luz, al igual que
cualquier partícula pequeña suspendida en agua. La dispersión de la luz es,
dentro de ciertos límites, proporcional a la masa del cultivo.
Fenilalanina desamidasa
Agar Manitol movilidad

37. Medición de luz transmitida:
A) Escala de MacFarland: Se trata de una serie de patrones de turbidez
previamente calibrados. Consiste en varios tubos de vidrio herméticamente
cerrados que contienen {1% de Cl2Ba + cantidades crecientes de SO4H2 al 1%};
por lo tanto, en cada tubo se origina un precipitado de SO4Ba, origen de la
turbidez. Para cada cepa bacteriana hay que establecer la equivalencia entre la
turbidez de cada tubo y la masa o la concentración de bacterias (en céls/ml) que
genera una turbidez similar.
Inconveniente: es un método poco preciso, que sólo se emplea cuando no hace
falta exactitud. Ha sido desplazado por los métodos espectrofotométricos.

39. B) Espectrofotómetro: Este aparato es de uso habitual en cualquier laboratorio de
Microbiología o Bioquímica. Mide la densidad óptica (D.O.), es decir la
absorbancia.
D.O. = A = -logT/100
donde T= transmitancia
Por supuesto, hay que realizar una curva estándar para relacionar los valores de A con la masa
bacteriana.
Comentarios: La cantidad de luz dispersada es proporcional al cociente entre el tamaño de la partícula
y la longitud de onda incidente; la sensibilidad de la técnica aumenta pues a longitudes de onda
cortas. La proporcionalidad entre A y masa bacteriana sólo es válida para >107céls/ml.

40. Métodos turbidimétricos: se basan en la
capacidad de las células para dispersar la luz
que incide sobre ellas.
El grado de dispersión es proporcional a la
biomasa presente.
Turbidez: disminución de la luz transmitida a
través del tubo (Transmitancia), lo que
equivale a mayor cantidad de luz absorbida
(Absorbancia)
En un espectrofotómetro las lecturas se
expresan en unidades de densidad óptica
(DO)
También se puede medir turbidez por
comparación con escalas prefabricadas
(escala de Mac Farland)
Espectrofotómetro

41. Absorbancia en función del Peso Seco
Absorbancia en función del Peso Seco
TURBIDIMETRIA
Absorbancia en función del Número de Microorganismos Totales

42. C) Nefelómetro: Es un aparato similar al anterior, pero el dispositivo sensor está situado
en ángulo recto respecto de la dirección de la luz incidente, y lo que se mide es pues, la
luz dispersada directamente por la preparación. Posee mayor sensibilidad que el
espectrofotómetro.
Nefelómetro en Kosan
Para medir partículas suspendidas
en un líquido o en un gas, utilizando
la dispersion de la luz.
Unidad de Turbidez Nefelométrica,
UTN o NTU

44. 1.2 MEDIDA DEL NÚMERO DE INDIVIDUOS
1.2.1 Métodos directos
1.2.1.1 Cámara de recuento de Petroff-Hauser: Consiste en
un portaobjetos especial con una graduación en superficie y unas medidas muy concretas:
excavación con 0.02 mm de profundidad;
área de 1 mm2, dividida en un retículo de 25 cuadrados grandes;
cada cuadrado grande está subdividido a su vez en 4x4 = 16 cuadrados pequeños.
O sea, la muestra se distribuye en 16X25 = 400 celdillas (cuadros pequeños).
La muestra, una vez dispensada entre el porta y el cubre, se deja reposar sobre la plataforma
del microscopio durante unos minutos, y se cuenta el número de células en varias celdillas
(normalmente en 16, equivalentes a uno de los cuadros grandes). Se anota el número n de
células observadas en esas 16 celdillas. Entonces, la concentración celular es fácil de
establecer:
n x 25 x 50 x 1000 = concentración en células/ml.
Ventajas: es un método muy rápido
Inconvenientes: sólo sirve para suspensiones relativamente concentradas (>10x106 céls./ml).
Por debajo de este valor el número de células vistas en el campo del microscopio es muy
pequeño y poco significativo estadísticamente. En bacterias móviles, hay que inmovilizarlas

45. MÉTODOS DE MEDIDA DEL NÚMERO DE CÉLULAS
RECUENTO EN CÁMARA DE PETROFF‐HAUSSER
Son portaobjetos excavados modificados sobre cuya superficie está marcada una rejilla con
pequeños cuadros de área conocida.
En esta cámara la excavación mide 0.02 mm de profundidad (1/50 mm) y está dividida en 25 cuadros
grandes, subdivididos a su vez en 16 pequeños (400 celdillas en 1 mm2)
Ventajas: es un método muy rápido
Inconvenientes: sólo sirve para suspensiones relativamente concentradas (>10x106 céls./ml). Por debajo de este
valor el número de células vistas en el campo del microscopio es muy pequeño y poco significativo
estadísticamente. En bacterias móviles, hay que inmovilizarlas previamente, con una mezcla de alcohol y agua.

47. RECUENTO DIRECTO
Las cámaras más utilizadas son las de Hawksley y la de Petroff-Hausser. La primera tiene la
ventaja que puede ser utilizada con objetivos de inmersión, aunque la mayoría de los
recuentos se realizan con objetivos secos.
Una de las mayores ventajas del recuento microscópico es brindar información adicional
sobre el tamaño y la morfología de los objetos contados.
Cámara de Recuento de Petroff-Hauser
Tipo de Cuadrado Area [cm2] Volumen [ml] Factor[1/Volumen]
Cuadrado total 1.00 x 10-2 2.00 x 10-5 5.00 x 104
Cuadrado grande 4.00 x 10-4 8.00 x 10-7 1.25 x 106
Cuadrado pequeño 2.50 x 10-5 5.00 x 10-8 2.00 x 107

48. Recuento de Microorganismos
Tipo de cuadro Area[cm2] Volumen[ml] Factor[1/Volumen]
Cuadrado total 1.00 x 10-2 2.00 x 10-5 5.00 x 104
Cuadrado grande 4.00 x 10-4 8.00 x 10-7 1.25 x 106
Cuadrado pequeño 2.50 x 10-5 5.00 x 10-8 2.00 x 107
Para que la medida sea correcta es
necesario que la densidad de
células sea del orden de 105 por ml.

50. 1.2.1.2 Recuento en preparaciones teñidas: Se dispone de un porta con una excavación
circular (de área At) con un volumen conocido (v). Sobre esta excavación se extiende la
muestra con asa de siembra o con micropipeta, y se fija y tiñe por algún colorante. Se
observa con un microscopio dotado de un juego de ocular y objetivo que delimitan un área
de campo (Ac). Si en dicho campo se cuentan n bacterias, la concentración de bacterias por
mililitro será:
n·At/Ac· 1/v
1.2.1.3 Recuento proporcional de Wright: Se mezcla la suspensión bacteriana problema
con una cantidad conocida de bolitas de látex o de hematíes. La concentración bacteriana se
deduce de la proporción de bacterias y partículas observadas en el mismo campo
microscópico. Este método se emplea más frecuentemente en Virología.

51. RECUENTO ELECTRONICO: Los contadores electrónicos permiten realizar recuentos de
bacterias, levaduras no filamentosas y protozoarios, pero no de hongos y microorganismos
filamentosos o miceliares.
1.2.1.4 Contadores electrónicos de partículas (tipo Coulter):
Se hace pasar una suspensión bacteriana por un tubo capilar, entre los dos polos de
una corriente eléctrica. Cada vez que por un orificio (30 um diámetro) pasa una
partícula (p. ej., bacteria) se interrumpe la corriente, lo cual es recogido por un
dispositivo de registro electrónico, que detecta el número y el tamaño de las
partículas que van pasando. (El tamaño detectado es función de la intensidad del
pulso de voltaje al paso de la partícula).

53. 1.2.1.5 Citometro de flujo
Recientemente se ha introducido la citometría de flujo
activada por fluorescencia (FACS). Es una sofisticada
modificación en la que las partículas a contar se marcan
previamente con un anticuerpo monoclonal u otro ligando
específico hacia alguna molécula de superficie, unidos a su vez
a un fluorocromo, una molécula que emite fluorescencia al
incidir sobre ella un haz de luz láser.

54. 1.2.2 Métodos indirectos:
Son métodos que miden el número de bacterias viables (que no equivale al de totales).
1.2.2.1 Método del número más probable: Su fundamento estriba en la distribución de
Poisson: una distribución aleatoria de partículas en una serie de muestras iguales, en
función del número medio de partículas presentes en una suspensión.
PX = mX · e-m/x!
donde x = número real de partículas en cada muestra y m = concentración (no
partículas/volumen)
La técnica consiste en sembrar alícuotas de la suspensión original problema sobre un
medio líquido o sólido adecuado; tras el tiempo de incubación adecuado se anota la
proporción obtenida de muestras donde no se haya dado crecimiento, P0 (x = 0).
Entonces, según la distribución de Poisson:
P0= e--m
y por lo tanto es fácil calcular el valor de m:
m = -lnP0

56. 1.2.2.2 Recuento de viables en placa: Es una de las técnicas de recuento más usadas en la
rutina del laboratorio de Microbiología.
Precauciones:
para minimizar los errores estadísticos de muestreo, se recomienda sembrar 5 placas de cada
dilución;
hay que usar pipetas nuevas en cada dilución;
contar las placas donde existan entre 50 y 300 colonias.

61. MÉTODOS DE MEDIDA DEL NÚMERO DE CÉLULAS
RECUENTO EN PLACA
Se cuentan las células de una muestra que son capaces
de formar colonias cuando se inoculan en un medio de
cultivo sólido adecuado.
Antes de realizar la siembra usualmente se realizan diluciones
seriadas
El resultado se expresa en UFC / ml
UFC/ml = colonias contadas x factor de dilución x
volumen de inóculo

64. 10-1 dilucion: 10-2 dilución: 10-3 dilución
10-4 dilución: 10-5 dilución 10-6 dilución:

71. 1.2.2.3 Determinación de la proporción células viables/células
totales: Si se está interesado en conocer esa proporción se recurre
a una técnica de microcultivos en cubre objetos: hay que seguir
periódicamente la evolución del crecimiento de células
individuales y determinar la proporción de aquellas células no
viables (visibles al microscopio, pero incapaces de crecer).

72. 1.2.2.4 Recuento sobre filtros de nitrocelulosa: Se usa para suspensiones
diluidas de bacterias. Se hace pasar un gran volumen de suspensión a través de
una membrana de nitrocelulosa estéril, que retiene las bacterias. Posteriormente,
el filtro se deposita sobre la superficie de un medio de cultivo sólido. Las
colonias se forman sobre el filtro y se cuentan, deduciéndose la concentración
original en función del volumen de suspensión que se hizo pasar por el filtro.

73. RECUENTO SOBRE FILTROS DE MEMBRANA

76. CURVA DE CRECIMIENTO
El crecimiento de una población se estudia
analizando la curva de crecimiento de un cultivo
microbiano.
Si los microorganismos son cultivados en un
medio líquido, crecen normalmente en un
CULTIVO DISCONTINUO o sistema cerrado
(BATCH CULTURE), es decir, se incuban en un
recipiente cerrado al que no se añade más
cantidad de medio inicial; en consecuencia, las
concentraciones de nutrientes disminuyen y las de
residuos aumentan.

77. BIORREACTOR

79. TIPOS DE CULTIVO
CULTIVO DISCONTINUO o sistema cerrado (BATCH CULTURE)
CULTIVO CONTINUO o sistema ABIERTO

80. CURVA DE CRECIMIENTO

81. CULTIVO DISCONTINUO o sistema cerrado (BATCH CULTURE)
En los sistemas cerrados (que pueden ser líquidos o sólidos), no existe aporte
continuo de nutrientes, ni drenaje de células ni de sustancias de desecho.
En estos sistemas la fase exponencial de crecimiento balanceado no restringido dura
sólo unas cuantas generaciones, debido al agotamiento de nutrientes y/o a la acumulación
de desechos.
Si un número de microorganismos vivos (bacterias, levaduras, etc.)
se inocula en un volumen determinado de una solución (medio)
conteniendo:
a) C, H, 0, N, S, P, K, Mg y elementos traza (Fe, Mn, Zn, Cu);
b) una fuente de energía;
c) condiciones físico-químicas adecuadas (pH, temperatura,
concentración de CO2, O2) y
d) en ausencia de inhibidores, los microorganismos crecerán en el
medio, de tal modo que pasarán por las siguientes etapas:

87. 4.2 CRECIMIENTO DIÁUXICO
Supongamos que inoculamos una bacteria en un medio líquido provisto de dos fuentes
de carbono (p. ej., glucosa y lactosa), de las cuales una (en este ejemplo, la glucosa) es
usada preferencialmente. Si representamos la cinética del crecimiento poblacional según
hemos aprendido en el apartado anterior, obtenemos una curva como la de la figura
siguiente:
Obsérvese que se dan dos fases de crecimiento exponencial separadas por una breve
fase intermedia estacionaria. Esta modalidad de crecimiento con dos fases
exponenciales se conoce con el nombre de crecimiento diáuxico.

88. Bases del crecimiento diáuxico:
La bacteria usa en primer lugar sólo la fuente preferencial de C (en este caso, la
glucosa, que suele ser la fuente preferencial en muchos heterotrofos), sin "tocar" la
otra fuente. Una vez que agota la primera fuente, se dispone a usar la segunda (ej.:
lactosa), pero tarda un tiempo hasta que sintetiza los enzimas catabólicos
necesarios para degradar esa segunda fuente. Cuando las bacterias han logrado
niveles de esos enzimas adecuados, se restablece el crecimiento exponencial,
aunque, como se puede constatar en el gráfico, con una pendiente menor (lo que
significa que esta fuente alternativa permite una tasa de crecimiento menor que la
preferencial).

89. 4.3 CRECIMIENTO EN SISTEMAS CERRADOS EN MEDIOS SÓLIDOS
Un medio sólido es una solución nutritiva (como el líquido), pero incorporado a un gel, que le da
consistencia.
Los tipos de gelificantes usados para los medios sólidos:
agar-agar (o simplemente, agar): es el más comúnmente empleado;
gelatina (inconveniente de que se licúa a temperaturas relativamente bajas);
silicagel (o gel de sílice): tedioso de preparar. Uso casi exclusivo para quimioautotrofos.
Los medios sólidos se suelen inocular mediante asa de siembra o espátula, diseminando las bacterias sobre
su superficie libre, en recipientes adecuados, como las placas de Petri. Tras la incubación a la temperatura y
condiciones pertinentes, cada bacteria o agrupación bacteriana que ha quedado en un punto determinado
del medio da origen, por crecimiento, a una acumulación de células, visible a simple vista, denominada
colonia.

90. TIPOS DE CULTIVO CONTINUO
Aplicaciones prácticas de este tipo de cultivo, particularmente
en la producción de proteína unicelular, producción de
enzimas, cultivo de células animales y vegetales, estudios de
purificación de efluentes y de la ecología de ambientes
naturales y estudios de procesos ruminales

91. 3.1 Turbidostato
Permite cultivos continuos con un coeficiente m cercano al m máx, trabajando a valores
altos de Dilución (D). Ello lo logra ajustando los valores de densidad celular de modo
que ningún factor nutricional se haga limitante.
Se dice que es un sistema de control interno porque es la misma concentración de
bacterias la que regula el flujo de entrada y de salida (por medio de un mecanismo
electrónico basado en la medición y control de la densidad óptica del cultivo).
Inconvenientes:
es difícil de manejar y ajustar;
si las bacterias tienen tendencia a adherirse a superficies (paredes internas del
aparato), los resultados de medida de la D.O. quedan falseados (infravalorados).
Aplicaciones: se emplea bastante en el estudio de los factores que incrementan o
disminuyen la tasa de crecimiento.
Existen dos tipos de procedimientos para obtener cultivos continuos:
de control interno: turbidostato;
de control externo: quimiostato.

93. CULTIVO CONTINUO EN
QUIMIOSTATO
Es un cultivo balanceado mantenido por tiempo indefinido por un sistema de flujo que se
compone de:
una cámara de cultivo de volumen constante,
a la que llega un CONSTANTE suministro de nutrientes,
y de la que se eliminan o separan los productos tóxicos de desecho (por un
dispositivo de rebosadero).
Una vez que el sistema alcanza el equilibrio, el número de células y la concentración de
nutrientes en la cámara permanecen constantes, y entonces se dice que el sistema está en
estado estacionario, con las células creciendo exponencialmente.
https://www.infors-ht.com/es/biorreactores/biorreactor-de-sobremesa/minifors2/

94. El recipiente ideal debe satisfacer las
siguientes condiciones:
1. El volumen del cultivo en el
fermentador y la tasa de flujo de
nutriente deben permanecer
constantes.
2. El mezclado debe ser "perfecto", lo
que requiere agitación vigorosa.
3. En cultivos aeróbicos, la
concentración de oxigeno disuelto
no debe limitar el crecimiento. Debe
ser lo bastante elevada para evitar
que tenga lugar una mezcla de
respiración oxidativa y
fermentativa.
Quimiostato.
V, volumen del cultivo;
F, tasa de flujo;
V/F, tiempo promedio de
residencia;
x, concentración de biomasa;
Sr, concentración de sustrato
limitante en el medio fresco;
s, concentración de sustrato
limitante en el cultivo.
Quimiostato

95. CULTIVO CONTINUO

96. Podemos controlar la:
- Velocidad de crecimiento controlada con la velocidad de
dilución (D)
- Concentración celular controlada por el suministro de nutrientes
Es la base de muchos procesos microbiológicos, entre ellos la
depuración de aguas residuales

98. 3.2 Quimiostato
La teoría del quimostato fue
desarrollada por Monod , Novick y
Szilardl y Herbert et a1.

99. Ventajas del quimiostato en comparación con el turbidostato:
En un quimiostato, los microorganismos pueden cultivarse a una amplia variedad de
tasas de crecimiento exponencial, mientras que, en el turbidostato se cultivan en un
rango estrecho de valores de m cercanos al m máx.
El quimiostato permite crecimientos balanceados restringidos debido a que existe un
nutriente o sustrato presente en una concentración suficientemente baja como para
limitar la densidad de población.
SR es la concentración de nutriente en el reservorio, y determina el valor de S, que es la
concentración de nutriente limitante en el recipiente de cultivo.
La tasa de adición de ese sustrato determina la tasa de crecimiento.
Así pues, el quimiostato también permite elegir la densidad de células a la que se
quiere trabajar.

100. Aplicaciones del cultivo continuo en quimiostato:
Aportan una fuente continua de células en fase exponencial, lo que se aplica a procesos
industriales de fermentación (producción de bebidas alcohólicas, de antibióticos, de
aminoácidos, etc).
En el quimiostato, el crecimiento a bajas concentraciones de sustrato permite estudiar:
aspectos fisiológicos (por ejemplo, catabolismo del sustrato limitante);
selección de mutantes
estudios ecológicos.